一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法

摘要

本发明公开了一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，是由以下步骤制得：预处理；活化处理；胶原蛋白的提取；胶原蛋白肽的提取。本发明的方法可以彻底酶解胶原蛋白，酶解产物分子量小且集中，酶解产物氨基酸含量低，所得胶原蛋白肽为白色无味粉末，得率高，灰分含量小于0.6g/100g，不仅保证胶原蛋白肽的高得率，而且所制备的胶原蛋白肽的分子量小且集中，成品细腻，水溶性好，有利于规模化生产。

权利要求

1.一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，其特征在于，是由以下步骤制得：

1）预处理：将清洗干净的罗非鱼鳞加至0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌8～10h，控干水分；再加至0.04mol/L的HCl溶液中浸泡2h，控干水分；最后加至复合液中浸泡30～50min，清水洗涤至中性，得预处理鱼鳞；

所述复合液是由以下重量份的原料制得：氯化铝5～9份、甲酸10～20份、冰乙酸0.2～

0.4份、水100份；

2）活化处理：将预处理鱼鳞加至活化液中，35～45℃条件下浸泡2～4h，升温至90～95℃，保持3～5min，自然冷却至室温，水洗，控干水分，烘干，粉碎后过80～100目筛，得活化鱼鳞粉；

所述活化液是由以下重量份的原料制得的：氯化钾1～5份、聚谷氨酸钠1～3份、柠檬酸

2～4份、水100份；

3）胶原蛋白的提取：将活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水混合，在45±2℃、pH=6条件下提取1～3h，离心，收集上清液，得一次胶原蛋白液和一次残渣；将一次残渣、中性蛋白酶和去离子水混合，在50±2℃、pH值7条件下提取1～2h，离心，收集上清液，得二次胶原蛋白液和二次残渣；将二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水混合，在55±2℃、pH值9条件下提取30～50min，收集上清液，得三次胶原蛋白液；将一次胶原蛋白液、二次胶原蛋白液和三次胶原蛋白液合并，截留分子量为3000～5000Da的超滤膜进行脱盐浓缩后，喷雾干燥，得鱼鳞胶原蛋白

所述活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水的重量比为100：2～4：1000～1200；

所述一次残渣、中性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1～3：800～1000；

所述二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：500～700；

4）胶原蛋白肽的提取：将鱼鳞胶原蛋白和去离子水混合均匀，然后加入复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒，在pH值6～7、40～60℃的条件下恒温酶解3～5h，灭酶，离心，收集上清液，减压浓缩，喷雾干燥，得鱼胶原蛋白肽；

所述鱼鳞胶原蛋白、去离子水、复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒的重量比为100：

1500～2000：1～2：0.3～0.5；

所述磁性氧化铁Fe3O4颗粒的粒径为30～50nm。

说明书

一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及鱼胶原蛋白肽制备领域，具体是一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法。

背景技术

[0002] 胶原蛋白(Collagen)是一种高分子蛋白质，是动物体内含量最多的蛋白质，约占人体蛋白质的25～33％，相当于人体重的6％，具有支撑器官、保护机体的功能。胶原蛋白是
由3条肽链拧成螺旋纤维状蛋白质，广泛分布于结缔组织、皮肤、骨骼、内脏细胞间质及肌
腔、韧带、巩膜等部位。骨骼中有机物的70％～80％是胶原蛋白，骨骼生成时，首先必须合成
充足的胶原蛋白纤维来组成骨骼的框架。因此，有人称胶原蛋白为骨骼中的骨骼。胶原蛋白
也是肌肤中的主要成分，占肌肤细胞中蛋白质含量的71％以上。皮肤的生长、修复和营养都
离不开胶原蛋白。

[0003] 我国是水产大国，水产资源丰富。目前我国水产品加工仍以粗加工为主，精深加工产品的比例不高。在水产加工业高速发展的同时会产生大量的鱼下脚料，例如鱼皮、鱼鳞、
内脏、鱼头等，这些下脚料约占原料鱼的40～50％，除了少量用来生产鱼粉和鱼饲料，大部
分都被丢弃，不仅造成了资源极大的浪费，而且还会造成环境污染。因此，如何高效利用鱼
下脚料中的营养活性物质已经引起国内外科研工作者的高度重视。

[0004] 胶原蛋白肽是指以胶原组织为原料，通过深度水解获得的具有特殊功能的低分子量的生物活性肽，分子量小，与胶原蛋白相比，胶原蛋白肽更易被人体吸收，吸收率约95％
以上，而胶原蛋白的吸收率只有25％。胶原蛋白肽的亲水基团较多，因此水溶性更好，利用
降解手段切断胶原蛋白的肽键，使功能性的片断显露出来，使得胶原蛋白肽中存在大量的
生物活性组分，包括具有抗氧化、抑制ACE活性、抗溃疡、抑制关节炎、提高免疫力、增强骨密
度以及预防骨质疏松等生物活性的肽，因此可被广泛应用于化妆品、保健食品和医药制品
等领域中。

[0005] 目前，制备鱼鳞胶原蛋白肽最主要的方法有酸法、碱法、酶法，以及多种方法结合使用。利用酸、碱法提取胶原蛋白肽，产品分子量分布广泛，均匀度差，为了制备分子量较小
的胶原蛋白肽，在提取过程中必须消耗大量的酸和碱，并且提取产品成分非常复杂，后续纯
化处理麻烦。除了酸、碱法外，还有酶解法可以提取胶原蛋白肽，与酸、碱法相比，酶法具有
水解效率高、条件温和、易于控制水解进程等优点。

发明内容

[0006] 本发明针对现有技术的不足，提供了一种安全环保、高得率、产品纯度高、分子量小且集中的以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0008] 一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，是由以下步骤制得：

[0009] 1)预处理：将清洗干净的罗非鱼鳞加至0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌8～10h，控干水分；再加至0.04mol/L的HCl溶液中浸泡2h，控干水分；最后加至复合液中浸泡30～
50min，清水洗涤至中性，得预处理鱼鳞；

[0010] 复合液中，氯化钙在溶液中易被吸附，保护鱼鳞组织；甲酸性质温和，在脱钙的同时保护鱼鳞组织；冰乙酸穿透速度快，帮助甲酸脱钙，减少甲酸对鱼鳞组织的破坏，并适当
膨胀鱼鳞组织。复合液在有效脱钙的同时还能保护鱼鳞组织，提高胶原蛋白的提取率。

[0011] 2)活化处理：将预处理鱼鳞加至活化液中，35～45℃条件下浸泡2～4h，升温至90～95℃，保持3～5min，自然冷却至室温，水洗，控干水分，烘干，粉碎后过80～100目筛，得活
化鱼鳞粉；

[0012] 本发明中，预处理鱼鳞通过活化液浸泡，膨胀鱼鳞组织结构；升温至90～95℃，高温破坏胶原蛋白分子非共价键平衡，促进酸和水分子进入胶原蛋白原有空腔，显著提高胶
原蛋白提取率。

[0013] 3)胶原蛋白的提取：将活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水混合，在45±2℃、pH＝6条件下提取1～3h，离心，收集上清液，得一次胶原蛋白液和一次残渣；将一次残渣、中性蛋
白酶和去离子水混合，在50±2℃、pH值7条件下提取1～2h，离心，收集上清液，得二次胶原
蛋白液和二次残渣；将二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水混合，在55±2℃、pH值9条件下提
取30～50min，收集上清液，得三次胶原蛋白液；将一次胶原蛋白液、二次胶原蛋白液和三次
胶原蛋白液合并，截留分子量为3000～5000Da的超滤膜进行脱盐浓缩后，喷雾干燥，得鱼鳞
胶原蛋白；

[0014] 本发明采用不同的酶进行处理，利用率高，能够控制胶原蛋白酶解程度。

[0015] 4)胶原蛋白肽的提取：将鱼鳞胶原蛋白和去离子水混合均匀，然后加入复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒，在pH值6～7、40～60℃的条件下恒温酶解3～5h，灭酶，离心，收
集上清液，减压浓缩，喷雾干燥，得鱼胶原蛋白肽。

[0016] 本发明中，磁性氧化铁Fe3O4颗粒作为胶原蛋白胞外电子穿梭体，激发胶原蛋白酶解潜力，提高酶解效率，降低反应时间，显著提高鱼胶原蛋白肽得率。

[0017] 所述的，复合液是由以下重量份的原料制得：氯化铝5～9份、甲酸10～20份、冰乙酸0.2～0.4份、水100份。

[0018] 所述的，活化液是由以下重量份的原料制得的：氯化钾1～5份、聚谷氨酸钠1～3份、柠檬酸2～4份、水100份。

[0019] 所述的，活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水的重量比为100：2～4：1000～1200。

[0020] 所述的，一次残渣、中性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1～3：800～1000。

[0021] 所述的，二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：500～700。

[0022] 所述的，鱼鳞胶原蛋白、去离子水、复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒的重量比为100：1500～2000：1～2：0.3～0.5。

[0023] 所述的，磁性氧化铁Fe3O4颗粒的粒径为30～50nm。

[0024] 本发明的有益效果：

[0025] 1、本发明通过复合液在有效脱钙的同时保护鱼鳞组织，提高胶原蛋白的提取率；通过活化液浸泡膨胀鱼鳞组织结构，促进胶原蛋白的溶出，提高蛋白质的水解效果；通过高
温提高胶原蛋白提取率；通过不同的酶处理，有效控制胶原蛋白酶解程度；最后通过磁性氧
化铁Fe3O4颗粒的作用，激发胶原蛋白酶解潜力，提高酶解效率，降低反应时间，显著提高鱼
胶原蛋白肽得率，降低鱼胶原蛋白肽的分子量。

[0026] 2、本发明的方法可以彻底酶解胶原蛋白，酶解产物分子量小且集中，酶解产物氨基酸含量低，所得胶原蛋白肽为白色无味粉末，得率高，灰分含量小于0.6g/100g，不仅保证
胶原蛋白肽的高得率，而且所制备的胶原蛋白肽的分子量小且集中，成品细腻，水溶性好，
有利于规模化生产。

[0027] 3、本发明的原料为水产加工废弃物，有效避免环境污染，提高资源利用率。

具体实施方式

[0028] 下面将以实施例的方式对本申请作进一步的详细描述，以使本领域技术人员能够实践本申请。应当理解，可以采用其他实施方式，并且可以做出适当的改变而不偏离本申请
的精神或范围。为了避免对于使本领域技术人员能够实践本申请来说不必要的细节，说明
书可能省略了对于本领域技术人员来说已知的某些信息。因此，以下详细描述不应以限制
性的意义来理解，且本发明的范围仅由所附权利要求界定。以下的实施例便于更好地理解
本申请，但并不用来限制本申请的范围。

[0029] 实施例1

[0030] 一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，是由以下步骤制得：

[0031] 1)预处理：将清洗干净的罗非鱼鳞加至0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌8～10h，控干水分；再加至0.04mol/L的HCl溶液中浸泡2h，控干水分；最后加至复合液中浸泡50min，清
水洗涤至中性，得预处理鱼鳞；

[0032] 2)活化处理：将预处理鱼鳞加至活化液中，35℃条件下浸泡4h，升温至90℃，保持5min，自然冷却至室温，水洗，控干水分，烘干，粉碎后过80目筛，得活化鱼鳞粉；

[0033] 3)胶原蛋白的提取：将活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水混合，在45±2℃、pH＝6条件下提取3h，离心，收集上清液，得一次胶原蛋白液和一次残渣；将一次残渣、中性蛋白
酶和去离子水混合，在50±2℃、pH值7条件下提取1h，离心，收集上清液，得二次胶原蛋白液
和二次残渣；将二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水混合，在55±2℃、pH值9条件下提取
30min，收集上清液，得三次胶原蛋白液；将一次胶原蛋白液、二次胶原蛋白液和三次胶原蛋
白液合并，截留分子量为5000Da的超滤膜进行脱盐浓缩后，喷雾干燥，得鱼鳞胶原蛋白；

[0034] 4)胶原蛋白肽的提取：将鱼鳞胶原蛋白和去离子水混合均匀，然后加入复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒，在pH值6、60℃的条件下恒温酶解3h，灭酶，离心，收集上清液，减
压浓缩，喷雾干燥，得鱼胶原蛋白肽。

[0035] 所述的，复合液是由以下重量份的原料制得：氯化铝9份、甲酸10份、冰乙酸0.4份、水100份。

[0036] 所述的，活化液是由以下重量份的原料制得的：氯化钾1份、聚谷氨酸钠3份、柠檬酸2份、水100份。

[0037] 所述的，活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水的重量比为100：4：1000。

[0038] 所述的，一次残渣、中性蛋白酶和去离子水的重量比为100：3：800。

[0039] 所述的，二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：700。

[0040] 所述的，鱼鳞胶原蛋白、去离子水、复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒的重量比为100：1500：2：0.3。

[0041] 所述的，磁性氧化铁Fe3O4颗粒的粒径为50nm。

[0042] 实施例2

[0043] 一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，是由以下步骤制得：

[0044] 1)预处理：将清洗干净的罗非鱼鳞加至0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌8～10h，控干水分；再加至0.04mol/L的HCl溶液中浸泡2h，控干水分；最后加至复合液中浸泡30min，清
水洗涤至中性，得预处理鱼鳞；

[0045] 2)活化处理：将预处理鱼鳞加至活化液中，45℃条件下浸泡2h，升温至95℃，保持3min，自然冷却至室温，水洗，控干水分，烘干，粉碎后过100目筛，得活化鱼鳞粉；

[0046] 3)胶原蛋白的提取：将活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水混合，在45±2℃、pH＝6条件下提取1h，离心，收集上清液，得一次胶原蛋白液和一次残渣；将一次残渣、中性蛋白
酶和去离子水混合，在50±2℃、pH值7条件下提取2h，离心，收集上清液，得二次胶原蛋白液
和二次残渣；将二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水混合，在55±2℃、pH值9条件下提取
50min，收集上清液，得三次胶原蛋白液；将一次胶原蛋白液、二次胶原蛋白液和三次胶原蛋
白液合并，截留分子量为3000Da的超滤膜进行脱盐浓缩后，喷雾干燥，得鱼鳞胶原蛋白；

[0047] 4)胶原蛋白肽的提取：将鱼鳞胶原蛋白和去离子水混合均匀，然后加入复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒，在pH值7、40℃的条件下恒温酶解5h，灭酶，离心，收集上清液，减
压浓缩，喷雾干燥，得鱼胶原蛋白肽。

[0048] 所述的，复合液是由以下重量份的原料制得：氯化铝5份、甲酸20份、冰乙酸0.2份、水100份。

[0049] 所述的，活化液是由以下重量份的原料制得的：氯化钾5份、聚谷氨酸钠1份、柠檬酸4份、水100份。

[0050] 所述的，活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水的重量比为100：2：1200。

[0051] 所述的，一次残渣、中性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：1000。

[0052] 所述的，二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：500。

[0053] 所述的，鱼鳞胶原蛋白、去离子水、复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒的重量比为100：2000：1：0.5。

[0054] 所述的，磁性氧化铁Fe3O4颗粒的粒径为30nm。

[0055] 实施例3

[0056] 一种以罗非鱼鳞原料生产鱼胶原蛋白肽的方法，是由以下步骤制得：

[0057] 1)预处理：将清洗干净的罗非鱼鳞加至0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌8～10h，控干水分；再加至0.04mol/L的HCl溶液中浸泡2h，控干水分；最后加至复合液中浸泡40min，清
水洗涤至中性，得预处理鱼鳞；

[0058] 2)活化处理：将预处理鱼鳞加至活化液中，40℃条件下浸泡3h，升温至92℃，保持4min，自然冷却至室温，水洗，控干水分，烘干，粉碎后过90目筛，得活化鱼鳞粉；

[0059] 3)胶原蛋白的提取：将活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水混合，在45±2℃、pH＝6条件下提取2h，离心，收集上清液，得一次胶原蛋白液和一次残渣；将一次残渣、中性蛋白
酶和去离子水混合，在50±2℃、pH值7条件下提取1.5h，离心，收集上清液，得二次胶原蛋白
液和二次残渣；将二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水混合，在55±2℃、pH值9条件下提取
40min，收集上清液，得三次胶原蛋白液；将一次胶原蛋白液、二次胶原蛋白液和三次胶原蛋
白液合并，截留分子量为4000Da的超滤膜进行脱盐浓缩后，喷雾干燥，得鱼鳞胶原蛋白；

[0060] 4)胶原蛋白肽的提取：将鱼鳞胶原蛋白和去离子水混合均匀，然后加入复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒，在pH值6.5、50℃的条件下恒温酶解4h，灭酶，离心，收集上清液，
减压浓缩，喷雾干燥，得鱼胶原蛋白肽。

[0061] 所述的，复合液是由以下重量份的原料制得：氯化铝7份、甲酸15份、冰乙酸0.3份、水100份。

[0062] 所述的，活化液是由以下重量份的原料制得的：氯化钾3份、聚谷氨酸钠2份、柠檬酸3份、水100份。

[0063] 所述的，活化鱼鳞粉、酸性蛋白酶和去离子水的重量比为100：3：1100。

[0064] 所述的，一次残渣、中性蛋白酶和去离子水的重量比为100：2：900。

[0065] 所述的，二次残渣、碱性蛋白酶和去离子水的重量比为100：1：600。

[0066] 所述的，鱼鳞胶原蛋白、去离子水、复合蛋白酶和磁性氧化铁Fe3O4颗粒的重量比为100：1800：1.5：0.4。

[0067] 所述的，磁性氧化铁Fe3O4颗粒的粒径为40nm。

[0068] 对比例1

[0069] 和实施例3不同之处在于，未使用磁性氧化铁Fe3O4颗粒。

[0070] 对比例2

[0071] 和实施例3不同之处在于，不进行复合液浸泡。

[0072] 对比例3

[0073] 和实施例3不同之处在于，不进行活化处理步骤，将预处理鱼鳞直接控干水分，烘干，粉碎后过90目筛，得鱼鳞粉。

[0074] 性能测试

[0075] 将实施例1‑3和对比例1‑3制备的鱼胶原蛋白肽进行性能测试，分子量分布参照《中华人民共和国国家标准GB/T22729‑2008》附录A中的方法进行，羟脯氨酸检测方法参照
《中华人民共和国国家标准GB/T9695.23‑2008》进行，总氮检测方法参照《中华人民共和国
国家标准GB/T5009.5‑2016》进行，灰分检测方法参照《中华人民共和国国家标准GB/
T5009.4‑2016》进行，结果如下表1所示。

[0076] 表1实施例1‑3和对比例1‑3制备的鱼胶原蛋白肽性能测试结果

[0077]

[0078]

[0079] 由表1可知，实施例1‑3制备的鱼胶原蛋白肽的各项性能均优于对比例1‑3制备的鱼胶原蛋白肽，说明本发明的方法可以彻底酶解胶原蛋白，酶解产物分子量小且集中，羟脯
氨酸含量高，灰分含量小于0.6g/100g。

[0080] 最后应说明的是：以上具体实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述具体实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等
同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式和具体
实施例技术方案的精神和范围。